Sensor de rotação indutivo: como funciona e como testar

O sensor de rotação indutivo, dentro os inúmeros tipos de sensores com diferentes funções, atua a partir da detecção de proximidade de objetos metálicos

Os sensores têm ação fundamental nos sistemas de automação. São eles que convertem uma grandeza física em um sinal elétrico. Existem diferentes tipos de sensores industriais para cada aplicação: sensores que controlam pressão, temperatura, nível, vazão, entre outros.

Os sensores automotivos mais comuns são:

  • sensor indutivo
  • capacitivo
  • fotoelétrico
  • magnético
  • ultrassônico

O que é um sensor indutivo?

Também conhecido como sensor de aproximação automotivo, tem a capacidade de detectar objetos metálicos em pequenas distâncias. O fato de reagir à aproximação de um elemento sem a necessidade de contato físico entre o sensor e o acionador, faz com que os sensores indutivos possuam vida útil prolongada, visto que não há peças móveis em contato e sujeitas a desgastes mecânicos.

Ou seja, o sensor de proximidade indutivo é capaz de efetuar um chaveamento elétrico sem que haja necessidade de “toque” em algum corpo metálico.

Como funciona um sensor indutivo: princípio de funcionamento sensor indutivo

O funcionamento dos sensores indutivos só será acionado se um objeto metálico invadir o seu campo magnético. Por isso, o diagrama elétrico do sensor indutivo tem como principal base um oscilador.

A oscilação é modificada quando se introduz um componente metálico dentro do campo magnético da bobina interna do sensor. A mesma função retorna ao normal quando o objeto é retirado.

Também é importante lembrar de identificar cores e fios ou os pinos dos conectores, antes da instalação de qualquer sensor. A correta observação dos diagramas de conexões pode evitar, principalmente, que os reparadores liguem a parte da saída do sensor à rede elétrica.

Onde fica o sensor de rotação

Normalmente, esse tipo de sensor fica posicionado próximo ao bloco do motor ou ao virabrequim, fornecendo ao módulo do veículo um sinal elétrico.

O sensor indutivo fica voltado para uma roda dentada ou magnetizada. A proximidade com a roda atua na variação do fluxo magnético permanente existente no sensor. Os dentes da roda dentada passam pelo sensor e, automaticamente, fornecem um sinal de corrente alternada, informando o módulo e a rotação do motor.

Sensor indutivo de velocidade

O sensor indutivo de velocidade também pode ser chamado de sensor de rotação indutivo.

Atualmente, as rodas dentadas ou fônicas instaladas no virabrequim são de 36, 44 ou 60 dentes. As ondas geradas são do tipo senoidal, conforme a figura.

diagrama sensor indutivo

Em algumas aplicações, a roda fônica possui 1 ou 2 dentes a menos. Nesse ponto, o espaçamento entre dentes é maior e a onda de tensão apresenta um aumento no seu período e na sua amplitude. Esse fato é utilizado na detecção do PMS (Ponto Morto Superior) do cilindro 1, e para o sincronismo da ignição.

Podemos dizer que quando a roda dentada está em giro, surge uma tensão de corrente alternada induzida nos fios do sensor de rotação. Quanto mais rápido a roda girar, maior será a frequência do sinal. Por isso a designação de sensor de rotação indutivo.

O sensor de velocidade é responsável, ainda pelo acionamento do sistema eletrônico cut off, que tem como objetivo gerenciar o uso e a economia de combustível, bem como a diminuição de poluentes.

O sensor de rotação indutivo é composto basicamente por um ímã permanente e uma bobina, que compõe o indutor do sensor. É o sensor de rotação que indica à unidade de comando eletrônica (UCE) a rotação e a posição instantânea do virabrequim. Essas informações são importantes para que a UCE calcule o momento e o tempo exatos de injeção do motor.

Como testar sensor de rotação indutivo

Agora que já entendemos um pouco das funções, vamos falar sobre o teste do sensor de rotação. Existem duas formas para isso:

  • Uso do multímetro: com a ferramenta você avalia a tensão alternada enviada pelo sensor.
  • Uso do osciloscópio: nesse caso, é analisado o sinal do sensor, sua frequência, amplitude, forma de onda e outras informações em diferentes regimes de funcionamento do motor. É um teste mais específico para as mecânicas, já que o consumidor final, dificilmente, vai possuir a ferramenta em casa.

Além disso, é indicado que avaliações mais aprofundadas do sensor de rotação do carro, sejam realizadas com reparadores especializados. São esses profissionais que possuem ferramentas e maquinários para um diagnóstico preciso sobre o estado da peça e seu tempo de vida útil.

Diferença entre sensor Hall e indutivo: descubra de maneira rápida

Estes tipos de sensores são aplicados, geralmente, na determinação da rotação do motor, um dos principais sensores do sistema de injeção eletrônica. O módulo de controle do motor (ECU) utiliza a informação da rotação do motor para comandar os diversos componentes do sistema, como a bomba de combustível, válvulas injetoras e bobina de ignição, por exemplo.

Os sensores de rotação do tipo Hall têm características de funcionamento similares ao sensor de rotação indutivo.

Uma diferença entre sensor hall e indutivo pode ser encontrada no momento do diagnóstico de defeitos. No indutivo, é recomendado, inicialmente, o teste de alimentação do sensor. Após, podem ser efetuados testes com o analisador de polaridade e osciloscópio.

Como funciona um sensor indutivo

O sinal do sensor é gerado por indução eletromagnética, ou seja, não precisa de alimentação elétrica, ele gera seu sinal através do movimento do anel impulsor ou roda fônica.

De acordo com a rotação da roda fônica, a intensidade magnética do imã que está localizado dentro do sensor é variada sobre a bobina. Através desta variação é gerada uma frequência e uma tensão alternada VAC que aumenta conforme a rotação do anel impulsor.

O chicote do sensor é chamado coaxial, ou seja, possui um sistema de blindagem que é feita por uma malha metálica. Essa blindagem é aterrada onde toda a interferência eletromagnética é encaminhada para a massa do veículo para não interferir no funcionamento do sensor e por sua vez não causar falhas no funcionamento do sistema de injeção eletrônica.

Os componentes que proporcionam a geração do sinal do sensor de rotação indutivo são:

  1. Anel impulsor ou roda fônica
  2. Imã
  3. Núcleo de ferro
  4. Bobina
  5. Chicote da bobina
  6. Malha de blindagem
Componentes que geram sinais do sensor de rotação indutivo

Sensor de efeito Hall – Princípio de funcionamento

O sensor de efeito Hall se enquadra na categoria dos sensores magnéticos. Quando um campo magnético atua sobre uma placa condutora através da qual passa uma corrente elétrica, essa corrente é desviada. Isso significa que no ponto em que essa corrente é tomada, há variações de sua intensidade que traduzem a intensidade do campo magnético, conforme mostra a figura abaixo.

Os sensores têm a vantagem de serem lineares, muito sensíveis, rápidos e, além disso, podem ser montados com materiais semicondutores, adquirindo dimensões reduzidas.

Para utilizar os sensores Hall é preciso empregar circuitos amplificadores de grande ganho, normalmente com amplificadores operacionais. Dessa forma esse tipo de sensores são obrigatoriamente, devem ser alimentados com uma tensão de 5V ou 12V dependendo do sistema de injeção.

As aplicações mais comuns para esses sensores são a detecção de movimento de partes mecânicas, tacômetros, controle de motores, etc. Uma aplicação do sensor Hall é para medir a velocidade de uma peça rotativa e fazer o controle de sua velocidade.

Exemplos: Sensores de Rotação, Sensor de velocidade da roda, sensor de fase, etc.

A figura abaixo mostra o sensor de rotação Hall posicionado próximo a roda fônica ou anel impulsor.

Já a figura a seguir apresenta sua aplicação como sensor de fase, instalado no comando de válvulas.

Resumindo a diferença entre sensor Hall e indutivo

  • Os sensores indutivos são conhecidos como passivos, ou seja, não precisa de alimentação elétrica;
  • Os sensor Hall para funcionarem precisam receber 5V ou 12V dependendo do sistema de injeção;
  • O sinal dos sensores indutivos dependem da distância entre o sensor e a roda fônica
  • O sinal do sensores tipo Hall não dependem do ajuste da distancia para a roda fônica
  • O oscilograma do sensor indutivo tem forma senoidal
  • As ondas de sinal do sensores tipo Hall são em formato de onda quadrada.
  • Para maiores informações acerca dos testes e utilização destes sensores para a verificação do sincronismo do motor acesse o link abaixo.